CC BY
27
Кафедра молодых
этого предположения свидетельствует характерная скорлуповато-брекчированная (аргиллитоподобная) структура глин нижней зоны исследованных инженерно-геологических разрезов, так как подобная структура была отмечена при описании глин ушумунской свиты в разрезах геологических скважин. Предположение о более древнем возрасте глин подкрепляется также полученными данными - высокой химической зрелостью, обедненностью кальцием и обогащением окисным железом, присутствием в большом количестве каолинита, дефектами структуры глинистых минералов. Таким образом, если мы имеем дело с палеоген-неогеновыми глинами, то пользоваться справочными таблицами, предназначенными для определения сцепления, угла внутреннего трения и модуля общей деформации четвертичных отложений, не представляется возможным (в процессе проведенных изысканий эти таблицы применялись); для реальной оценки этих показателей необходимы лабораторные исследования.
Данные по химическому составу и полученные на его основе минеральные ассоциации фракции < 0,001 мм позволили выделить три зоны в глинистой толще, при этом верхняя проявляет тиксотропию в массиве (при вскрытии выделяется вода), для средней можно предполагать тиксотропное разупрочнение при вибрационных воздействиях, нижняя, более грубая по составу, возможно, к тиксотропии не склонна. Каолинит, гидрофильный смектит, скелетно-агрегированная микроструктура и высокое (40 %) содержание тонкоглинистой (< 0,001 мм) фракции с коэффициентом свободы 23 % создали необходимые предпосылки для проявления тиксотропных свойств.
В заключение остается добавить, что изучение химических показателей при инженерно-геологической оценке глинистых грунтов дает весьма полезную информацию, которая может явиться основанием для пе-
ресмотра использованного варианта справочного определения показателей прочностных и деформационных свойств и выяснения факторов, определяющих проявление такого опасного свойства, как тиксотропия.
Библиографический список
1. Маслов A.B., Гареев Э.З., Крупенин М.Т. и др. Использование петро- и геохимической информации для реконструкции условий формирования осадочных образований (на примере типового разреза рифея II Терри-генные осадочные последовательности Урала и сопредельных территорий: седименто- и литогенез, минералогия. Мат-лы 5 Антологического совещания. - Екатеринбург: Изд-во ИГГ УрО РАН, 2002.- С. 143-154.
2. Рященко Т.Г, Литогенез и инженерно-геологическая оценка четвертичных отложений (Восточная Сибирь). - Новосибирск: Наука, 1984.
3. Рященко Т.Г., Акулова В.В. Грунты юга Восточной Сибири и Монголии. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998.
4. Рященко Т.Г., Хмелевская И.М., Ухова H.H. и др. Комплексные исследования состава, микростроения и свойств тиксотропных глин (площадка нефтегазоносной скважины в районе г. Биробиджана) II Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002- С. 80-85.
5. Ухова H.H. Использование показателей химического состава грунтов при изучении инженерно-геологических разрезов (на примере опорного разреза скв,ГС-1) II Тез. докл. на XX Всеросс. молодежи, конф. «Строение литосферы и геодинамика». - Иркутск: ИЗК СОР АН, 2003. - С. 235-237.
Статья принята к публикации 30.11.06
H.H. Гринь
Центр геолого-экологических исследований ИрГТУ: интеграция результатов производственных изысканий и научных разработок
Путь к оптимизации инженерно-геологических изысканий в строительстве лежит через интеграцию производственных результатов, полученных в рамках нормативных документов, и научных разработок в данной области. Центр геолого-экологических исследований Иркутского государственного технического университета (ЦГЭИ ИрГТУ), организованный в 1994 г., является примером такой интеграции, В течение последних пяти лет
здесь разрабатывается проблема оценки просадочности лёссовых грунтов территории г. Иркутска.
Интеграция проводится на базе основных принципов регионального грунтоведения, которые включают генетический подход, комплексирование лабораторных исследований, разработку оптимальной для региона «методической корзины показателей», оценку наиболее опасных свойств грунтов, прогнозирование поведения грунтовых
толщ при геодинамических, в том числе техногенных воздействиях [4].
Каждая наука имеет свои основные законы. В грунтоведении, по нашему мнению, их три: генетический принцип [7], закон «бумеранга»[3] и закон генерирования разнообразия [2], Генетический принцип есть не что иное, как процесс диагностики. Когда правильно поставлен диагноз, можно прогнозировать дальнейшее поведение объекта (позитивное или негативное) и назначить рациональное «лечение», если оно необходимо. Закон «бумеранга» - это четвертый закон Б. Коммонера: «ничто не дается даром». Дело в том, что грунт, как любая система, открыта к надсистеме. Категория прибыли, например, надсистемна по отношению к технологическим процессам, но подсистемна по отношению к таким понятиям как экологическая безопасность или гражданские права. Значит, над рыночным интересом стоит интерес надсистемы - общественная целесообразность. По аналогии можно сказать, что оптимизация инженерно-геологических исследований грунтов - это путь разумного сочетания прибыли и общественной целесообразности. Генерирование разнообразия, то есть получение новой информации, обеспечивает развитие любой системы. В системе «грунт» это разнообразие возникает в результате комплексного изучения показателей состава, состояния, микроструктуры и свойств,
Два последних закона особенно важны при решении различных задач при инженерно-геологических изысканиях в строительстве, когда речь идет о необходимости предотвращения возможных чрезвычайных ситуаций путём серьёзного изучения проблемных грунтов и необходимости выхода за рамки стандартов, чтобы не регламентировать поступление новой информации, обрекая систему на стагнацию.
Результаты интеграции представим на примере конкретных объектов, связанных с изучением лёссовых грунтов на различных строительных площадках Иркутска (Храм, ФОК, спорткомплекс ИрГТУ и др.). Кроме того, решалась задача по выяснению причин деформаций зданий по ул, Горького. Интеграция состояла в том, что ЦГЭИ выполнял лабораторные исследования состава и
свойств грунтов по инженерно-геологическим скважинам в соответствии с нормативными документами и проводил их обобщение в рамках инженерно-геологических элементов (ИГЭ), которые выделялись по числу пластичности (грунт получал наименование как литологическая разновидность) и консистенции, но параллельно часть образцов из скважин изучалась комплексно с применением изложенных выше принципов регионального грунтоведения и новых методик, разработанных в Институте земной коры СО РАН. В результате получилось следующее.
Сформулированы четыре принципиальных правила оценки просадочности: 1) несмотря на упразднение термина «лёссовый грунт» ГОСТом 25100-95, необходимо выявление лессовых признаков, картирование лессовых толщ и обязательное изучение их просадочности в вертикальном разрезе в условиях природного и дополнительного давлений; 2) для лессовых грунтов необходима проверка их набухания: если оно установлено (> 4 %), то просадочность следует определять только по методу одной кривой; 3) стандартный набор показателей следует дополнить изучением параметров микроструктуры и струюуроформирующих компонентов - глинистых минералов, водорастворимых солей, карбонатов, гумуса, подвижных форм алюминия и кремния; 4) для лессовой толщи ИГЭ - это геолого-генетический комплекс, для которого исследуются различные показатели физического состояния, микроструктуры, физико-химических, деформационных и прочностных свойств; особую опасность представляют зоны мягкопластичной и текучей консистенции, которые выделяются на общем фоне геолого-генетического комплекса.
Предложены и реализованы новые методические разработки: метод «структурных диаграмм» для определения параметров микроструктуры специальная компьютерная программа «Микроструктура» [1], программа «ОесотроБе» для определения состава и содержания глинистых минералов [5],«комбинированный» метод определения коэффициента относительной просадочности (б51) в лабораторных условиях, программа «Кластер-анализ» для количественной оценки взаимосвязей между показателями состава, микроструктуры и свойств грун-
Показатели состава, микроструктуры и свойств лёссовых грунтов
н ГМ, % А М7 Г6 М8 5, Рл !Р
2,3 К43С41Х14 20,9 16,6 18 23,2 0,37 1,45 7,4 26,8 0,015
4,0 С45К30Х12 19,0 21,5 20 26,0 0,37 1,40 7,7 - 0,026
7,0 С56К28Х9 23,4 17,7 24 30,5 0,89 1,61 8,1 0,5 -
10,0 С57К31Х11 22,0 19,8 12 29,3 0,72 1,54 7,4 12,8 0,002
13,0 С62К23Х12 9,7 11,0 18 11,3 0,54 1,70 4,5 10,2 0,003
Примечание. Н - глубина образца, м; ГМ - глинистые минералы (К-каолинит, С-смектит, Х-хлорит); А - количество агрегатов, М7 - реальное содержание фракции < 0,001 мм (в составе агрегатов и свободном состоянии), Р°- коэффициент свободы этой фракции, М3- реальное содержание фракции <0,002 мм (%); - природная влажность (%), Б, - степень водонасыщения; ре - плотность скелета грунта (г/см5); 1р - число пластичности (%), е» - относительное набухание (%), 651 - коэффициент просадочности, определенный по методу одной кривой при вертикальном давлении 0,3 МПа.
щ Кафедра молодых
тов. Рассмотрим выдвинутые тезисы на примере разреза 15-метровой лёссовой толщи (площадка спорткомплекса ИрГТУ).
Анализ приведенных комплексных данных (таблица) позволяет заключить следующее. Лёссовая толща обогащена смектитом, при этом его содержание с глубиной увеличивается; можно предположить, что он является унаследованным минералом, источником которого были породы юрской угленосной формации, за чей счет происходило формирование делювиальных покровов. Для всего разреза характерна пониженная пластичность грунтов при реальном содержании глинистых фракций (М8) до 36 %, что связано с агрегированностью. Причина заключается в «несвободе» этих фракций, то есть присутствие агрегатов пластические свойства снижает и смектит здесь особой роли не играет, однако этот минерал выступает в качестве главного «виновника» набухания (до 26,8 %), которое, кроме того, контролируется степенью водонасыщения. Считается, что агрегированные лёссовые грунты, обогащенные смектитом, являются непросадочными. В нашем случае это правило не подтверждается: образцы с агрегированно-скелетной микроструктурой, низкими значениями плотности скелета и высоким набуханием при условии небольшого водонасыщения (0,37) оказываются просадочными при 0,3 МПа.
В заключение остается выразить надежду о продолжении интеграционного процесса в рамках общего эта-
па научно-исследовательских и практических инженерно-геологических работ.
Библиографический список
1. Гринь H.H. Расчёт параметров микроструктуры дисперсных грунтов II Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований II Сб. избранных трудов научн.-техн. конф. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ. - 2004. - Вып. 4 - С. 134-137.
2. Петраков Н.Я. Русская рулетка: экономический эксперимент ценою 150 миллионов жизней. - М.: Экономика, 1998,
3. Реймерс Н.Ф, Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). - М.: Россия Молодая, 1994.
4. Рященко Т.Г. Проблемы и принципы регионального грунтоведения II Сергеевские чтения. - М.: ГЕОС, 2000. -Вып. 2. - С. 44-51.
5. Рященко Т.Г., Акулова В.В. Грунты юга Восточной Сибири и Монголии. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998.
6. Рященко Т.Г., Акулова В.В., Соколов В.Н., Григорьева И.Ю., Жу-вэнь Д., Чжен Чжон Ч., Чун-шао С. Анализ микроструктуры лёссов из района Северного лёссового плаго Китая II Геоэкология. - 2000. - № 3. - С. 234-240.
7. Сергеев Е.М. Инженерная геология. - М.: Изд-во МГУ, 1982.
Статья принята к публикации 30,11.06
A.A. Ширибон
К вопросу о генетическом родстве нефтей Байкала и битумов Забайкалья*
Нефтепоисковые работы в Западном Забайкалье получили свое развитие во второй половине XX столетия в связи с оценочными работами на смежных кайнозойских рифтогенных впадинах Байкальского типа и промышленной нефтеносностью континентальных впадин Монголии и Китая. Южнобайкальская впадина была первым местом в Восточной Сибири, куда пришла российская нефтеразведка еще в начале XX века. В соседнем Китае история нефтяной промышленности насчитывает более 2 тысяч лет, построен мощный центр нефтедобычи
во впадине Сунляо на месторождении Дацин, здесь в 1959 г. был получен значительный приток нефти из песчаников мелового возраста. Нефтегазоносный (второй) комплекс КНР представлен континентальными мезозой-ско-кайнозойскими терригенными толщами, в нем обна-
* Исследования выполнены в рамках проекта № 26341-ОНЗ-1.1 «Закономерности формирования и размещения месторожде-
ний нефти и газа на кротонах Лавразии»
ружено 160 месторождений в районах Дацин, Шенли, Дагань, Юймень и Карамай [1].
В соседней Монголии, начиная с 1997 года, в схожих геологических условиях проводятся разведка и освоение нефтяных месторождений. В настоящее время добыча нефти на территории МНР ведется в районе Тамсаг Булаг на востоке страны в Дорнод аймаке.
Во время полевых работ 2004 г. при проверке 6и-тумопроявления в Зазинской впадине проведена геохимическая съемка, по результатам которой выделена аномальная зона концентрации битумов, имеющих продолжение вверх по течению реки Витим. Данный район расположен на Витимском плоскогорье с отметками высот от 600-1000 метров над уровнем моря. Первые сведения по геологии района получены ко второй половине прошлого столетия, когда по инициативе Русского Географического общества в 1865 г. Витимское плоскогорье посетил И.А, Лопатин.
